陳昭亮演講的題目是“碳化硅產(chǎn)業(yè)化規(guī)模發(fā)展，助力高壓快充信心滿滿”，共分為三個(gè)部分。

 

一、碳化硅成新能源車(chē)800V時(shí)代的超強(qiáng)風(fēng)口。

 

陳昭亮表示，碳化硅能很好地滿足新能源汽車(chē)高壓快充的要求。實(shí)現(xiàn)高壓快充的關(guān)鍵是通過(guò)增大電流或提升電壓來(lái)提升充電功率，但由于最大的充電電流提升存在可預(yù)見(jiàn)的上限，所以只能靠提升電壓。高電壓成實(shí)現(xiàn)快充的必然趨勢(shì)，碳化硅具有耐高溫能力強(qiáng)、耐高壓特性好的特點(diǎn)，將比硅IGBT整個(gè)的器件性能好很多，非常適合600v至10kv的適用范圍。同時(shí)，新能源系統(tǒng)電壓系統(tǒng)提高，意味著電動(dòng)汽車(chē)所有的高壓元器件及管理系統(tǒng)都要提高標(biāo)準(zhǔn)，首先是逆變器。如果直流母線電壓提升到800v以上，對(duì)應(yīng)的功率器件、耐壓則提高到1200v。

 

陳昭亮介紹，800v高壓平臺(tái)將成為主要車(chē)廠的重點(diǎn)布局方向。實(shí)際上幾乎所有的車(chē)企規(guī)劃中都已開(kāi)始布局超級(jí)快充車(chē)型及相關(guān)技術(shù)研發(fā)。

 

“早在2019年保時(shí)捷就已對(duì)這樣的技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，還有我們國(guó)內(nèi)的小鵬汽車(chē)、比亞迪(230.400, -4.91, -2.09%)、華為、理想等整車(chē)企業(yè)都已經(jīng)對(duì)外宣稱入局超級(jí)快充，實(shí)現(xiàn)幾百千瓦時(shí)的超級(jí)充電速度，從充電系統(tǒng)電壓來(lái)看，800v將是目前的主流方案，從量產(chǎn)時(shí)間來(lái)看，基于800v技術(shù)方案的新車(chē)將在2022年之后陸續(xù)上市。”他說(shuō)。

 

二、市場(chǎng)需求快速爆發(fā)將導(dǎo)致碳化硅供需失衡。

 

陳昭亮通過(guò)一組數(shù)據(jù)解釋。采用800v車(chē)型的總量與碳化硅晶圓用量預(yù)測(cè)，根據(jù)EV Tank的預(yù)測(cè)，2025年新能源汽車(chē)全球銷(xiāo)量預(yù)計(jì)2240萬(wàn)輛，假設(shè)B級(jí)以上的車(chē)輛優(yōu)先采用碳化硅器件，保守估計(jì)采用800v高壓平臺(tái)的車(chē)輛預(yù)計(jì)是437萬(wàn)輛，如果所有B級(jí)以上車(chē)型采用碳化硅器件，采用800v高壓平臺(tái)的車(chē)輛總預(yù)計(jì)需要874萬(wàn)輛。根據(jù)特斯拉和很多公開(kāi)報(bào)道，兩臺(tái)新能源車(chē)消耗一片6寸的碳化硅晶圓，到2025年6寸碳化硅晶圓保守估計(jì)需要219萬(wàn)片，樂(lè)觀估計(jì)需要437萬(wàn)片。

 

2025年全球碳化硅襯底與晶圓的產(chǎn)能預(yù)測(cè)，對(duì)于2025年全球碳化硅的襯底與晶圓的供應(yīng)情況，預(yù)計(jì)2025年全球襯底產(chǎn)能282萬(wàn)片，其中中國(guó)89萬(wàn)片，全球其他國(guó)家與地區(qū)193萬(wàn)片，預(yù)計(jì)2025年全球晶圓產(chǎn)能242萬(wàn)片，其中中國(guó)93萬(wàn)片，全球其他國(guó)家與地區(qū)149萬(wàn)片。

 

陳昭亮指出，2025年全球碳化硅襯底與晶圓的情況將出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，2025年6寸碳化硅晶圓需求在飽受與樂(lè)觀情形下分別為219和437萬(wàn)片。根據(jù)Yole預(yù)測(cè)，車(chē)用碳化硅需求占全行業(yè)的60%，其他代表性行業(yè)，光伏、儲(chǔ)能、充電基建、電源、軌交等對(duì)碳化硅的需求占40%，由此推算，2025全球需要6寸碳化硅晶圓保守估計(jì)365萬(wàn)片。碳化硅產(chǎn)能缺口將達(dá)到123萬(wàn)片，在樂(lè)觀情形下達(dá)到的728萬(wàn)片，碳化硅產(chǎn)能的缺口達(dá)到468萬(wàn)片，全球碳化硅襯底與晶圓將出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。

 

陳昭亮表示，碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合更適合新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)。車(chē)規(guī)功率半導(dǎo)體具有如下特征，產(chǎn)品設(shè)計(jì)高可靠性和高安全性，批量生產(chǎn)高穩(wěn)定性和一致性，供貨周期長(zhǎng)，一般是10-15年，上述特征更適合采用IDM模式，也就是從設(shè)計(jì)、制造、封裝到做成產(chǎn)品都由一家公司完成，這種模式可以控制從芯片設(shè)計(jì)到模塊封裝的全部流程，更符合汽車(chē)對(duì)車(chē)規(guī)半導(dǎo)體高質(zhì)量的要求。目前在碳化硅領(lǐng)域國(guó)際大廠科銳、羅姆、ST都已形成了碳化硅襯底、模塊供應(yīng)體系，很多整車(chē)廠分別與上游的碳化硅材料與襯底企業(yè)簽署聯(lián)合聲明，或者戰(zhàn)略合作協(xié)議，鎖定碳化硅產(chǎn)能原因之一，原因之一是因?yàn)榇蠹艺J(rèn)為IDM模式更適合新能源汽車(chē)需求。

 

同時(shí)，雖然碳化硅的晶體管帶來(lái)更大價(jià)值，陳昭亮指出這仍面臨一些技術(shù)性和商業(yè)性的挑戰(zhàn)。如晶圓價(jià)格和某些工藝的復(fù)雜性，MOS產(chǎn)品性能的提升與批量供應(yīng)能力，可靠性方面。具體來(lái)講，材料襯底方面由于碳化硅襯底生產(chǎn)效率低，成本比硅晶片高出許多，再加上后期的外延、芯片制造及器件封裝等低成品率，導(dǎo)致碳化硅器件價(jià)格居高不下。根據(jù)行業(yè)預(yù)測(cè)，目前批量化價(jià)格仍就是硅基IGBT的3-5倍。產(chǎn)品性能方面，碳化硅MOSFET制造工藝中的高質(zhì)量、低界面態(tài)的柵界面調(diào)控技術(shù)還需加強(qiáng)，批量制造技術(shù)與成品率需要進(jìn)一步提升。從應(yīng)用端來(lái)看，碳化MOSFET似落地的時(shí)間非常短，從碳化硅落地和整車(chē)層面的應(yīng)用這一鏈條尚未打通，一些諸如短路耐受時(shí)間等指標(biāo)沒(méi)有得到足夠多的驗(yàn)證，碳化硅MOSFET在車(chē)載領(lǐng)域的穩(wěn)定性和壽命等指標(biāo)還需要時(shí)間和實(shí)踐驗(yàn)證。

 

最后，陳昭亮介紹了三安光電在碳化硅行業(yè)的布局與解決方案。